技术领域
[0001] 本申请涉及高分子化合物的组合物技术领域，更具体地说，它涉及一种PET塑料瓶坯及成型工艺。
相关背景技术
[0002] 塑料瓶是一种日常生活中常见的包装材料，常被用于矿泉水瓶、饮料瓶、化妆品瓶、药用包装瓶等。塑料瓶一般采用塑料瓶坯，且经过吹塑加工而成。目前市场上的塑料瓶坯，其材质通常为PET、PP、PE、PVA等。对于PET塑料瓶胚而言，其原料为PET树脂，PET树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯。而塑料瓶坯耐磨性是指塑料瓶坯抵抗因摩擦而导致磨损的能力，提高塑料瓶坯的耐磨性，有利于提升塑料瓶的耐磨性，进而降低塑料瓶在使用过程中出现磨损的情况，对于提高塑料瓶使用稳定性具有重要意义。然而，目前市场上的PET塑料瓶坯，其耐磨性稍差，有待进一步提高。
具体实施方式
[0037] 以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
[0038] 制备例制备例1
一种改性石墨烯微片，其采用以下方法制备：
T1、在转速为300r/min下，在100g的质量浓度为40%的乙醇水溶液中加入10g的石
墨烯微片，搅拌处理10min。采用质量浓度为8%的盐酸水溶液调节pH值为3.5，滴加55g正硅酸乙酯乙醇溶液，正硅酸乙酯乙醇溶液的滴加时间为60min，待滴加完毕，继续搅拌处理5h。
然后进行过滤，烘干。之后在氮气保护、温度为600℃下，焙烧处理2h，获得含硅石墨烯微片。
[0039] 其中，石墨烯微片的平均径向宽度为15μm、平均厚度为13nm，且选自厦门凯纳石墨烯技术有限公司；正硅酸乙酯乙醇溶液为乙醇、正硅酸乙酯的混合液，且乙醇、正硅酸乙酯的重量配比为10:1。
[0040] T2、在转速为300r/min下，在100g的乙醇中加入步骤T1获得的含硅石墨烯微片，搅拌处理10min。升温至60℃，加入2g的3‑三甲氧基硅烷丙烯酸丙脂，搅拌处理3h。然后加入0.5g的乳化剂，搅拌处理3min。之后加入1g的壳聚糖、0.5g的4‑正丁基苯胺，搅拌处理5h。然后进行过滤，采用乙醇洗涤三次，每次洗涤乙醇的使用量为50g，烘干，获得改性石墨烯微片。
[0041] 其中，乳化剂为司盘80、吐温80两种，且司盘80、吐温80的重量配比为2:1。
[0042] 制备例2一种改性石墨烯微片，其采用以下方法制备：
T1、在转速为300r/min下，在100g的质量浓度为40%的乙醇水溶液中加入10g的石
墨烯微片，搅拌处理10min。采用质量浓度为8%的盐酸水溶液调节pH值为3，滴加44g正硅酸乙酯乙醇溶液，正硅酸乙酯乙醇溶液的滴加时间为40min，待滴加完毕，继续搅拌处理4h。然后进行过滤，烘干。之后在氮气保护、温度为550℃下，焙烧处理3h，获得含硅石墨烯微片。
[0043] 其中，石墨烯微片的平均径向宽度为15μm、平均厚度为13nm，且选自厦门凯纳石墨烯技术有限公司；正硅酸乙酯乙醇溶液为乙醇、正硅酸乙酯的混合液，且乙醇、正硅酸乙酯的重量配比为10:1。
[0044] T2、在转速为300r/min下，在100g的乙醇中加入步骤T1获得的含硅石墨烯微片，搅拌处理10min。升温至70℃，加入1g的3‑三甲氧基硅烷丙烯酸丙脂，搅拌处理2h。然后加入0.7g的乳化剂，搅拌处理3min。之后加入1.5g的壳聚糖、0.3g的4‑正丁基苯胺，搅拌处理4h。
然后进行过滤，采用乙醇洗涤三次，每次洗涤乙醇的使用量为50g，烘干，获得改性石墨烯微片。
[0045] 其中，乳化剂为司盘80、吐温80两种，且司盘80、吐温80的重量配比为2:1。
[0046] 制备例3一种改性石墨烯微片，其采用以下方法制备：
T1、在转速为300r/min下，在100g的质量浓度为40%的乙醇水溶液中加入10g的石
墨烯微片，搅拌处理10min。采用质量浓度为8%的盐酸水溶液调节pH值为4，滴加66g正硅酸乙酯乙醇溶液，正硅酸乙酯乙醇溶液的滴加时间为80min，待滴加完毕，继续搅拌处理6h。然后进行过滤，烘干。之后在氮气保护、温度为650℃下，焙烧处理1h，获得含硅石墨烯微片。
[0047] 其中，石墨烯微片的平均径向宽度为15μm、平均厚度为13nm，且选自厦门凯纳石墨烯技术有限公司；正硅酸乙酯乙醇溶液为乙醇、正硅酸乙酯的混合液，且乙醇、正硅酸乙酯的重量配比为10:1。
[0048] T2、在转速为300r/min下，在100g的乙醇中加入步骤T1获得的含硅石墨烯微片，搅拌处理10min。升温至50℃，加入3g的3‑三甲氧基硅烷丙烯酸丙脂，搅拌处理4h。然后加入0.3g的乳化剂，搅拌处理3min。之后加入0.5g的壳聚糖、0.7g的4‑正丁基苯胺，搅拌处理6h。
然后进行过滤，采用乙醇洗涤三次，每次洗涤乙醇的使用量为50g，烘干，获得改性石墨烯微片。
[0049] 其中，乳化剂为司盘80、吐温80两种，且司盘80、吐温80的重量配比为2:1。
[0050] 实施例表1 塑料瓶坯的原料用量(单位:kg)
[0051] 实施例1一种PET塑料瓶坯，其原料及原料配比见表1所示。
[0052] 其中，PET树脂为PET CR8863；PPSU树脂为PPSU P3010；改性石墨烯微片采用制备例1的方法制备获得；相容剂为乙烯‑丙烯酸酯‑甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，具体为相容剂AX8900；抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂2246两种，且抗氧剂168、抗氧剂2246的重量配比为1:1；抗菌剂为纳米氧化锌的平均粒度为20nm，且选自杭州吉康新材料有限公司；润滑剂为N,N‑乙撑双硬脂酰胺。
[0053] 一种PET塑料瓶坯的成型工艺，主要包括如下步骤：S1、在PET树脂中加入PPSU树脂、改性石墨烯微片、相容剂、抗氧剂、抗菌剂、润滑剂，搅拌处理5min，烘干，获得塑料混料。
[0054] S2、将塑料混料投入双螺杆挤出机中，加热熔融，挤出造粒，获得塑料母粒。
[0055] 其中，加热熔融的温度分为十个区，一至十区的温度依次分别为240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、280℃、285℃、285℃、290℃、290℃，双螺杆挤出机的螺杆转速为250r/min。
[0056] S3、将塑料母粒投入注塑机中，注塑成型，冷却脱模，获得塑料瓶坯。
[0057] 其中，注塑成型的温度为290℃。
[0058] 实施例2一种PET塑料瓶坯，其和实施例1的区别之处在于，塑料瓶坯的原料配比不同，且塑
料瓶坯的原料配比见表1所示。
[0059] 实施例3一种PET塑料瓶坯，其和实施例1的区别之处在于，塑料瓶坯的原料配比不同，且塑
料瓶坯的原料配比见表1所示。
[0060] 实施例4一种PET塑料瓶坯，其和实施例1的区别之处在于，塑料瓶坯的原料中，改性石墨烯
微片的来源不同，且改性石墨烯微片采用制备例2的方法制备获得。
[0061] 实施例5一种PET塑料瓶坯，其和实施例1的区别之处在于，塑料瓶坯的原料中，改性石墨烯
微片的来源不同，且改性石墨烯微片采用制备例3的方法制备获得。
[0062] 对比例对比例1
一种PET塑料瓶坯，其和实施例1的区别之处在于，塑料瓶坯的原料中，用等量的石
墨烯微片替换改性石墨烯微片。
[0063] 对比例2一种PET塑料瓶坯，其和实施例1的区别之处在于，塑料瓶坯的原料中，用等量的二
氧化硅替换改性石墨烯微片，且二氧化硅的平均粒度为2μm，且选自江苏晶盛源新材料科技有限公司。
[0064] 对比例3一种PET塑料瓶坯，其和实施例1的区别之处在于，塑料瓶坯的原料中，用等量的石
墨烯微片、二氧化硅替换改性石墨烯微片，且石墨烯微片、二氧化硅的重量配比为10:1.4，且二氧化硅的平均粒度为2μm，且选自江苏晶盛源新材料科技有限公司。
[0065] 对比例4一种PET塑料瓶坯，其和实施例1的区别之处在于，塑料瓶坯的原料中，用等量的含
硅石墨烯微片替换改性石墨烯微片，含硅石墨烯微片采用制备例1步骤T1的方法制备获得。
[0066] 对比例5一种PET塑料瓶坯，其和实施例1的区别之处在于，塑料瓶坯的原料中，改性石墨烯
微片制备方法中，用等量的3‑三甲氧基硅烷丙烯酸丙脂替换壳聚糖、4‑正丁基苯胺。
[0067] 对比例6一种PET塑料瓶坯，其和实施例1的区别之处在于，塑料瓶坯的原料中，改性石墨烯
微片制备方法中，用等量的壳聚糖替换4‑正丁基苯胺。
[0068] 对比例7一种PET塑料瓶坯，其和实施例1的区别之处在于，塑料瓶坯的原料中，改性石墨烯
微片制备方法中，用等量的4‑正丁基苯胺替换壳聚糖。
[0069] 性能检测（1）分别取实施例1‑5获得的塑料瓶胚，且依据GB4806.7‑20016《食品安全国家标准 食品接触用塑料材料及制品》、BB/T0060‑2012《包装容器 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶坯》、GB13113‑1991《食品容器及包装材料用聚对苯二甲酸乙二醇酯成型品卫生标准》，对塑料瓶坯的总迁移量、高锰酸钾消耗量、重金属(以Pb计)含量等进行检测。
[0070] 经过测试，实施例1‑5获得的塑料瓶坯，总迁移量≤5mg/dm2，高锰酸钾消耗量≤5mg/kg，重金属(以Pb计)含量≤0.5mg/kg，锑(以Sb计)含量≤0.03mg/kg，乙醛含量≤5g/g，具有良好的安全性。
[0071] （2）分别取实施例1‑5、对比例1‑7获得的塑料瓶胚，并对塑料瓶坯进行以下性能检测，检测结果如表2所示。
[0072] 其中，拉伸强度性能测试：依据GB/T1040.1‑2018《塑料 拉伸性能的测定 第1部分：总则》，对塑料瓶胚的拉伸强度进行检测。
[0073] 耐磨性能测试：依据GB/T5478‑2008《塑料 滚动磨损试验方法》，对塑料瓶胚的磨损量进行检测。
[0074] 阻隔性能测试：依据GB/T1038‑2000《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法 压差法》，对相对湿度为60%下的塑料瓶胚的氧气透过量进行检测。
[0075] 透光率性能测试：依据GB/T2410‑2008《透明塑料透光率和雾度的测定》，对塑料瓶胚的透光率进行检测。
[0076] 表2 检测结果
[0077] 从表2中可以看出，本申请的塑料瓶坯，具有较高的拉伸强度，拉伸强度为67.23‑68.96MPa，使其表现出更高的力学性能。而且其还具有较低的磨损量和氧气透过量，磨损量‑5 3 2
为3.3‑4.6mg/100r、氧气透过量为(1.93‑2.31)×10 ·cm/(m·d·Pa)，使其表现更高的耐磨性和阻隔性。同时其还保持良好的透光率，透光率为82.6‑82.9%。本申请的塑料瓶坯，通过原料之间的相互配合，使其具有透光率好、拉伸强度高、耐磨性强、阻隔性高的优点，具有良好的综合性能，满足市场需求。
[0078] 将对比例1‑4进行比较。对比例1塑料瓶坯的原料中添加石墨烯微片；对比例2塑料瓶坯的原料中添加二氧化硅；对比例3塑料瓶坯的原料中添加石墨烯微片、二氧化硅。由此可以看出，在原料中同时添加石墨烯微片、二氧化硅，基本不影响透光率，但是利用两者之间的协同作用，能够增加拉伸强度，并降低磨损量和氧气透过量。再结合对比例4，对比例4塑料瓶坯的原料中添加含硅石墨烯微片，即二氧化硅负载石墨烯微片。由此可以看出，将二氧化硅负载在石墨烯微片上，能够提高二氧化硅、石墨烯微片之间的相互作用。再结合实施例1，实施例1塑料瓶坯的原料中添加改性石墨烯微片，石墨烯微片采用3‑三甲氧基硅烷丙烯酸丙脂、壳聚糖、4‑正丁基苯胺对含硅石墨烯微片处理获得。由此可以看出，对含硅石墨烯微片进行改性处理，增加含硅石墨烯微片表面活性基团数量，能够进一步提高拉伸强度、耐磨性以及阻隔性，使塑料瓶坯表现出更优的综合性能。
[0079] 将实施例1和对比例5‑7进行比较。对比例5的改性石墨烯微片，其采用3‑三甲氧基硅烷丙烯酸丙脂对含硅石墨烯微片处理获得；对比例6的改性石墨烯微片，其采用3‑三甲氧基硅烷丙烯酸丙脂、壳聚糖对含硅石墨烯微片处理获得；对比例7的改性石墨烯微片，其采用3‑三甲氧基硅烷丙烯酸丙脂、4‑正丁基苯胺对含硅石墨烯微片处理获得；实施例1的改性石墨烯微片，其采用3‑三甲氧基硅烷丙烯酸丙脂、壳聚糖、4‑正丁基苯胺对含硅石墨烯微片处理获得。由此可以看出，在石墨烯微片上负载二氧化硅的基础上，进一步的，采用3‑三甲氧基硅烷丙烯酸丙脂进行接枝，再配合壳聚糖、4‑正丁基苯胺的接枝，在含硅石墨烯微片表面引入硅氧基、苯基、羟基等活性基团，能够提高改性石墨烯微片的分散性，并增加其和原料之间的界面结合强度，还可以形成交联网络，增加交联密度和整体性，提高拉伸强度，降低磨损量和氧气透过量，使塑料瓶坯具有更优的力学性能、耐磨性和阻隔性。
[0080] 本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
